柴油機燃用乙醇-柴油混合燃料的性能與排放特性研究.pdf

1、隨著能源和環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻,汽車代用燃料的研究越來越受到重視。含氧清潔燃料乙醇以其廣泛的來源、優(yōu)越的燃燒經(jīng)濟性和排放性能,被認(rèn)為是解決中國能源安全與環(huán)境保護的重要石油替代燃料。
　　在廣泛研讀國內(nèi)外相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上,本文首先對醇柴油發(fā)動機實驗與數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀進行了綜述,全面分析了柴油機燃用醇柴油的技術(shù)措施及其有關(guān)問題。以ZS195直噴式柴油機作為原型機,建立了摻燒乙醇的柴油機試驗臺架,在其上開展了醇柴油發(fā)動機性能及常規(guī)排放物

2、的測試研究。臺架實驗結(jié)果表明,摻燒乙醇可以降低NOX和CO的排放,但HC排放明顯增加。
　　開展了醇柴油發(fā)動機非常規(guī)排放物的定量測試研究,包括氣相色譜法(GC)和傅立葉變換紅外分析法(FTIR)。在GC實驗中,首先對氣相色譜儀的分離柱溫、載氣流速、汽化室溫度和檢測器溫度等工作條件進行了優(yōu)化,采用外標(biāo)法,經(jīng)色譜工作站繪制出甲醛、甲酸、乙醛和乙醇的工作標(biāo)準(zhǔn)曲線。繼而對發(fā)動機尾氣進行檢測,并將其結(jié)果與FTIR檢測結(jié)果進行對比,確認(rèn)FTI

3、R可作為檢測醇柴油發(fā)動機非常規(guī)排放物的有效手段。試驗結(jié)果表明,摻燒乙醇會增加甲醛、甲酸、乙醛和乙醇的排放,其中乙醛和乙醇的排放會隨乙醇摻燒比的增加而成倍的增加。
　　在實機測試的基礎(chǔ)上,開展了乙醇發(fā)動機非常規(guī)排放物的數(shù)值模擬研究。針對多維數(shù)值模擬目前仍受限于計算機運算能力的實際情況,通過對乙醇燃燒化學(xué)反應(yīng)機理的深入研究,探討了甲醛、乙醛和甲酸的反應(yīng)機理。通過敏感性分析,建立了一個包含41種組分、137步基元反應(yīng)的簡化化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)